BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HOC LÂM NGHIỆP
*****************
TRẦN QUỐC HOÀN
NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG LẬP ĐỊA PHỤC VỤ CHO
SẢN XUẤT LÂM NGHIỆP TẠI TỈNH BÌNH PHƯỚC
LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2014
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực
và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Trần Quốc Hoàn
1.1.2 Hệ thống cấp phân vị lập địa lâm nghiệp
6
1.1.3 Các phương pháp phân loại lập địa lâm nghiệp
7
1.1.4 Thảm thực vật và kiểu rừng
9
1.1.5 Sinh trưởng và mô hình toán học trong sinh thái rừng
9
1.1.6 Đánh giá lập địa lâm nghiệp
10
1.2 Ở Việt Nam
11
1.2.1 Lập địa và yếu tố cấu thành lập địa lâm nghiệp
11
1.2.1.1 Khái niệm lập địa lâm nghiệp
11
1.2.1.2 Yếu tố và phân cấp yếu tố cấu thành lập địa lâm nghiệp
12
1.2.2 Vai trò của các yếu tố cấu thành lập địa đối với thực vật
14
1.2.3 Hệ thống phân loại lập địa lâm nghiệp
16
1.2.3.1 Một số khái niệm liên quan đến phân loại lập địa lâm nghiệp
16
1.2.3.2 Nguyên tắc phân loại lập địa lâm nghiệp
17
1.2.3.3 Hệ thống cấp phân vị lập địa lâm nghiệp
18
1.2.3.4 Hệ thống tiêu chuẩn phân loại lập địa lâm nghiệp
19
1.3.1 Các yếu tố cấu thành lập địa lâm nghiệp
30
1.3.2 Đánh giá đất đai
31
1.4 Nhận xét về tổng quan
31
1.4.1 Về quan điểm chung
31
1.4.2 Những tồn tại chính
33
1.4.3 Những nội dung cần thực hiện tiếp
34
1.4.4 Tính mới của Luận án
35
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
36
2.1 Nội dung nghiên cứu
36
2.2 Phương pháp nghiên cứu
38
2.2.1 Phương pháp luận
38
2.2.2 Phương pháp thu thập và xử lý thông tin
41
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
53
3.1 Đặc điểm các yếu tố lập địa tỉnh Bình Phước
53
3.1.1 Đặc điểm khí hậu
53
3.1.5 Hiện trạng sử dụng đất
72
3.1.5.1 Cơ cấu sử dụng đất
73
3.1.5.2 Hiện trạng sử dụng đất
74
3.1.6 Nhận xét chung về lập địa tỉnh Bình Phước
75
3.2 Phân vùng lập địa phục vụ cho sản xuất lâm nghiệp
76
3.2.1 Phân vùng lập địa theo hệ thống cấp phân vị
76
3.2.1.1 Cấp phân vị và tiểu chuẩn phân loại lập địa ở các cấp phân vị
76
3.2.1.2 Phân vùng lập địa cho các cấp phân vị
79
3.2.2 Phân vùng và đánh giá lập địa theo tiềm năng sản xuất
81
3.2.2.1 Tiêu chuẩn phân loại tiềm năng lập địa lâm nghiệp
82
3.2.2.2 Bản đồ phân vùng tiềm năng sản xuất đất lâm nghiệp
83
3.2.2.3 Đánh giá tiềm năng sản xuất đất lâm nghiệp
84
3.2.3 Phân vùng lập địa theo khả năng thích hợp với rừng trồng
88
3.2.3.1 Đặc điểm sinh trưởng của một số rừng trồng chủ yếu
88
3.2.3.2 Ảnh hưởng của lập địa đến sinh trưởng rừng trồng
101
138
TÀI LIỆU THAM KHẢO
139
Phần tiếng Việt
139
Phần tiếng Anh
145
PHỤ LỤC
a
vi
Độ dày tàng đất (cm)
9
ĐKLĐ
Điều kiện lập địa
10
F
Tỷ lệ kết von (%)
11
FAO
Food and agriculture organization of United nations - Tổ
chức Lương nông của Liên hợp quốc
12
GIS
Geographic Infomation System - Hệ thống thông tin địa lý
13
H
Độ cao tuyệt đối (m)
14
HTSDĐ
Hiện trạng sử dụng đất
15
Hvn
Chiều cao vút ngọn cây trồng (m).
16
Ihvn
Chỉ số sinh trưởng tương đối chiều cao vút ngọn
17
Idk
Chỉ số sinh trưởng tương đối đường kính
18
27
ÔTC
Ô tiêu chuẩn điển hình
28
P
2
O
5
Hàm lượng lân tổng số (%)
29
R
Lượng mưa trung bình năm (mm)
30
R
2
Hệ số xác định (%)
31
Rt
Hệ số tương quan
32
S
Độ dốc (
o
)
33
Se
Tỷ lệ sét (%)
34
viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
TT Hình Nội dung Trang
1
2.1
Nội dung và tiến trình phân vùng, đánh giá lập địa tỉnh Bình
Phước
37
2
2.2
Hình thái phẫu diện và tỷ lệ kết von ở phẫu diện BP 320,
kinh độ: 656293 m, vĩ độ: 1296249 m
44
3
3.1
Phân bố nhiệt độ trung bình năm tỉnh Bình Phước
53
4
3.2
Phân bố diện tích theo nhiệt độ trung bình năm tỉnh Bình
Phước
54
5
3.10
Biểu đồ độ cao tỉnh Bình Phước
59
13
3.11
Phân bố độ dốc tỉnh Bình Phước
59
14
3.12
Phân bố diện tích theo độ dốc tỉnh Bình Phước
59
15
3.13
Bản đồ đất tỉnh Bình Phước
61
16
3.14
Phân bố diện tích các loại đất tỉnh Bình Phước
61
17
3.15
Phẫu diện đất phù sa không được bồi P
64
18
3.16
Phẫu diện đất X
64
19
3.17
Phẫu diện đất Ru
27
3.25
Phân bố diện tích theo độ dày tầng đất
71
28
3.26
Phân bố tỷ lệ kết von tỉnh Bình Phước
71
29
3.27
Phân bố diện tích theo tỷ lệ kết von tỉnh Bình Phước
71
30
3.28
Phân bố tỷ lệ cấp hạt sét tỉnh Bình
72
31
3.29
Phân bố diện tích theo tỷ lệ cấp hạt sét tỉnh Bình Phước
72
32
3.30
Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bình Phước
74
33
3.31
Phân bố diện tích theo hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp
75
34
89
42
3.40
Quan hệ giữa Ihvn với tuổi rừng Dầu rái
90
43
3.41
Quan hệ giữa D
1,3m
với tuổi rừng Dầu rái
91
44
3.42
D
1,3m
của 42 lô rừng Dầu rái
91
45
3.43
Quan hệ giữa Idk với tuổi rừng Dầu rái
91
46
3.44
Vị trí 47 lô rừng Sao đen
92
47
3.45
Quan hệ giữa Hvn với tuổi rừng Sao đen
92
48
95
55
3.53
Hvn của 42 lô rừng Keo lai
95
56
3.54
Quan hệ giữa chỉ số Ihvn với tuổi rừng Keo lai
95
57
3.55
Quan hệ giữa D
1,3m
với tuổi rừng Keo lai
95
58
3.56
D
1,3m
của 42 lô rừng Keo lai
95
59
3.57
Quan hệ giữa chỉ số Idk với tuổi rừng Keo lai
96
60
3.58
Vị trí 63 lô rừng Cao su
96
x
3.65
Vị trí 66 lô rừng Điều
99
68
3.66
Quan hệ giữa Hvn với tuổi rừng Điều
99
69
3.67
Hvn ở các lô rừng Điều
99
70
3.68
Quan hệ chỉ số Ihvn với tuổi rừng Điều
100
71
3.69
Quan hệ giữa D
1,3m
với tuổi rừng Điều
100
72
3.70
D
1,3m
ở các lô rừng Điều
100
73
3.71
Quan hệ giữa chỉ số Idk với tuổi rừng Điều
118
80
3.78
Giao diện phần mềm quản lý lập địa Site management 1.0
130
xi DANH SÁCH CÁC BẢNG
TT Bảng Nội dung Trang
1
1.1
Hệ thống bộ tiêu chuẩn phân loại nhóm lập địa theo đặc điểm
sinh khí hậu (1990)
19
2
1.2
Diện tích và tỷ lệ diện tích các cấp độ cao
77
10
3.6
Diện tích và tỷ lệ diện tích các cấp lượng mưa trung bình năm
77
11
3.7
Diện tích và tỷ lệ các nhóm đất
78
12
3.8
Diện tích và tỷ lệ các cấp độ dốc
78
13
3.9
Diện tích và tỷ lệ các cấp độ dày tầng đất
78
14
3.10
Các tiểu vùng lập địa tỉnh Bình phước
80
15
3.11
Điểm tiềm năng chỉ tiêu các yếu tố lập địa
82
16
3.12
Trọng số một số yếu tố lập địa
83
3.20
Giá trị chỉ số đất tổng hợp cho mỗi loại rừng trồng trên mỗi
loại đất
102
25
3.21
Phương trình hồi quy một nhân tố giữa sinh trưởng Dầu rái với
103
xii
lập địa
26
3.22
Phương trình hồi quy một nhân tố giữa sinh trưởng rừng Sao
đen với lập địa
103
27
3.23
Phương trình hồi quy một nhân tố giữa sinh trưởng rừng Keo
lai với lập địa
104
28
3.24
Phương trình hồi quy một nhân tố giữa sinh trưởng rừng Cao
su với lập địa
105
29
3.25
Phương trình hồi quy một nhân tố giữa sinh trưởng rừng Điều
với lập địa
119
36
3.32
Diện tích đất lâm nghiệp ở các huyện, thị xã theo khả năng
thích hợp với rừng Dầu rái
120
37
3.33
Diện tích và tỷ lệ các cấp thích hợp của rừng Sao đen với lập
địa
120
38
3.34
Diện tích đất lâm nghiệp ở các huyện, thị xã theo khả năng
thích hợp với rừng Sao đen
122
39
3.35
Diện tích và tỷ lệ các cấp thích hợp của rừng Keo lai với lập
địa
122
40
3.36
Diện tích đất lâm nghiệp ở các huyện, thị xã theo khả năng
thích hợp với rừng Keo lai
123
41
3.37
Diện tích và tỷ lệ các cấp thích hợp của rừng Cao su với lập địa
124
nghiệp ngắn ngày, cây công nghiệp, cây lâu năm và đồi núi trọc. Trước thực
trạng này, ngành lâm nghiệp đã tiến hành quy hoạch lại 3 loại rừng, điều chỉnh ra
khỏi lâm phần khoảng 3 triệu ha, theo đó diện tích đất lâm nghiệp còn lại khoảng
16,2 triệu ha và hướng tới mục tiêu nâng tỷ lệ đất có rừng lên 42 – 43 % vào năm
2010 và 47 % vào năm 2020.
Bình Phước là một tỉnh miền núi thuộc khu vực miền Đông Nam Bộ, có
tổng diện tích tự nhiên là 683.724,25 ha. Sau quy hoạch ba loại rừng, diện tích
đất lâm nghiệp còn lại 174.298,02 ha, gồm 108.565 ha rừng tự nhiên, 7.112 ha
rừng trồng nguyên liệu, 62.532 ha đất chưa có rừng, 521 ha đất khác. Theo định
hướng sử dụng đất đến năm 2020 thì tổng diện tích đất lâm nghiệp là 173.094 ha,
trong đó: rừng tự nhiên còn lại là 52.455 ha, rừng trồng nguyên liệu là 8.134 ha,
rừng trồng đa mục đính là 107.419 ha và đất chưa có rừng là 5.086. Mặc dù có
quỹ đất lâm nghiệp tương đối lớn, nhưng đến nay việc chọn loại cây trồng và
phát triển sản xuất lâm nghiệp vẫn phần nào mang tính tự phát, chưa căn cứ đầy
đủ vào tiềm năng đất đai của địa phương. Đây là một trong những nguyên nhân
làm giảm hiệu quả sản xuất lâm nghiệp và góp phần thúc đẩy xu hướng giảm
diện tích rừng và chuyển đất lâm nghiệp thành những loại hình sử dụng đất khác.
2
Để khai thác có hiệu quả và bền vững đất lâm nghiệp phục vụ cho sự phát
triển hài hòa cả về kinh tế, xã hội cũng như môi trường, Bình Phước đã đặt ra
nhiệm vụ cấp bách cho ngành lâm nghiệp giai đoạn 2010 - 2020 là phải nghiên
cứu đầy đủ tiềm năng sản xuất lâm nghiệp và phân vùng sản xuất đất lâm nghiệp
một cách hợp lý. Nhằm góp phần giải quyết nhiệm vụ này chúng tôi thực hiện Đề
tài "Nghiên cứu phân vùng lập địa phục vụ cho sản xuất lâm nghiệp tại tỉnh Bình
Phước" với nội dung chính là đánh giá tiềm năng lập địa và phân vùng thích hợp
cho một số loại rừng trồng chủ yếu ở tỉnh Bình Phước.
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu tổng quát
nhau và làm căn cứ để đánh giá lập địa. Trong khi những nghiên cứu về ảnh
hưởng của lập địa đến sinh trưởng của rừng trồng trước đây thường đòi hỏi các lô
rừng trồng đưa vào phân tích phải cùng tuổi như nhau.
- Đề tài đã xây dựng chỉ số đất tổng hợp để đánh giá mức độ ảnh hưởng
tổng hợp của mỗi đơn vị đất đến sinh trưởng của rừng trồng một cách định lượng
mà trước đây thường được đánh giá một cách định tính.
- Đề tài đã áp dụng thành công kỹ thuật GIS trong nghiên cứu phân vùng
lập địa cho một lãnh thổ thông qua hệ thống lưới cơ sở dữ liệu dạng raster. Đây
là hệ thống lưới ô vuông có cạnh 100 m, tại mỗi ô vuông lưu giữ các thông tin về
lập địa và sinh trưởng của rừng trồng, đây là tiền đề cho phép ứng dụng kỹ thuật
tin học vào đánh giá, phân vùng lập địa phục vụ cho sản xuất lâm nghiệp.
- Đề tài đã cung cấp bộ cơ sở dữ liệu phong phú về lập địa, sinh trưởng
của rừng trồng ở Bình Phước, đây là tài liệu tham khảo có giá trị cho những
nghiên cứu khác về nông lâm nghiệp, môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.
4.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Đã cung cấp được Bản đồ đất có độ chính xác cao hơn trên cơ sở bổ
sung số liệu điều tra thổ nhưỡng tại 500 phẩu diện đất phân bố ở những dạng lập
địa khác nhau.
- Đã xây dựng được hệ thống tiêu chuẩn phân loại, đánh giá lập địa phục
vụ cho sản xuất lâm nghiệp tại tỉnh Bình Phước, gồm: Những bộ tiêu chuẩn phân
4
loại lập địa theo hệ thống cấp phân vị lập địa. Bộ tiêu chuẩn phân cấp tiềm năng.
Những bộ tiêu chuẩn đánh giá mức độ thích hợp của một số loại rừng trồng chủ
yếu với lập địa.
- Đề tài đã xây dựng được Bản đồ tiểu vùng lập địa, Bản đồ dạng đất đai,
Bản đồ dạng lập địa, Bảng đồ phân vùng tiềm năng, những bản đồ phân vùng
thích hợp cho 5 loại rừng trồng chủ yếu tại tỉnh Bình Phước.
- Đề tài đã xây dựng được bảng tra cấp thích hợp cho 5 loại rừng trồng
chủ yếu với các dạng lập địa.
Sinh địa quần
thể tự nhiên
(lập địa theo
nghĩa rộng) Sinh địa
quần thể
tác nhân
* Các yếu tố động:
- Thế giới động vật
- Thế giới thực vật
- Thế giới sinh vật
Quần thể sinh vật
* Các yếu tố tác nhân: Xã hội con người
- Ở Mỹ, D.M Smith (1996) cho rằng lập địa là tổng thể hoàn cảnh của một
địa phương và có ý nghĩa truyền thống [43]. Water (1925) cho rằng lập địa là tất
cả các yếu tố ngoại cảnh (khí hậu - thủy văn, đá mẹ - thổ nhưỡng, sinh vật, con
người) thường xuyên tác động đến sự sống của sinh vật [71].
Pogrebnhiac (Ucraina) đã phân chia lập địa làm cơ sở cho trồng rừng và
xác định các kiểu rừng dựa trên hai yếu tố chính là độ phì và độ ẩm của đất.
Trong khi đó Blaglovidop và Buadop (1958), Tretop (1981) thì nền lập địa ở
vùng Sankt-Peterburg lại được phân chia dựa vào các yếu tố: đá mẹ hình thành
6
đất, địa hình và chế độ thoát nước. Tretop trong quá trình nghiên cứu còn bổ
sung thêm tiêu chuẩn phân chia lập địa là kiểu mùn vì ông cho rằng kiểu mùn
phản ánh quá trình hình thành và phát triển độ phì đất rừng [46],[48],[49], [61].
Kiểu lập địa phân chia theo độ dày tầng đất, thành phần cơ giới. Kiểu phụ lập địa
phân chia theo độ dày tầng đất mặt, độ pH và mực nước ngầm [46], [48], [49].
- Ở Canada, Hill (1975) đã sáng lập ra hệ thống phân loại địa lý và đưa ra
thuật ngữ mới với tên gọi là "Tổng địa lý" gồm 4 cấp: vùng lập địa, kiểu đất, kiểu
lập địa địa lý tự nhiên, kiểu điều kiện lập địa [43].
1.1.3 Các phương pháp phân loại lập địa lâm nghiệp
a) Khái niệm về kiểu lập địa
Theo Pogrepnhiac (1968), kiểu lập địa bao gồm mọi khu đất có điều kiện
đất đai giống nhau kể cả nơi có rừng và nơi không có rừng; khi điều kiện đất đai
giống nhau sẽ dẫn tới khả năng xuất hiện các quần xã thực vật giống nhau. Theo
Xucasov (1957), kiểu lập địa là tập hợp những khoảnh đất có khả năng xuất hiện
những thảm thực vật giống nhau, nghĩa là có phức hệ giống nhau về các yếu tố
đất đai có ảnh hưởng đến thực vật [19], [50], [48], [49].
b) Các phương pháp phân loại lập địa lâm nghiệp
Tổng quát chung về phân loại lập địa thì ở các nước thường sử dụng một
số phương pháp sau:
- Áp dụng chỉ tiêu sinh trưởng của cây rừng để đánh giá và phân loại lập
địa: Các chỉ tiêu sinh trưởng được áp dụng chủ yếu là cấp lập địa, chỉ số lập địa
và sai số sinh trưởng, trong đó: (1) Cấp lập địa là một chỉ tiêu đo lường tương
đối, phản ánh sức sản xuất của đất rừng, thường được xác định bởi tương quan
giữa chiều cao bình quân và cấp tuổi, để từ đó chia ra các loại lập địa. Phương
pháp này được áp dụng ở Liên Xô từ năm 1950. (2) Chỉ số lập địa, người ta cho
rằng độ cao ưu thế của một loài cây ở một tuổi chuẩn có quan hệ với sức sản xuất
của lập địa mật thiết hơn so với độ cao bình quân. Đồng thời cũng chịu ảnh
hưởng của mật độ và tổ thành loài cây nhỏ nhất. Phương pháp này được Trung
Quốc, Mỹ, Anh ứng dụng từ năm 1970 [43]. Sajjaduzzaman và cộng sự (2005)
áp dụng tại Bangladesh để phân loại lập địa cho rừng Tếch [96]. (3) Sai số sinh
8
trưởng được lựa chọn để nghiên cứu chất lượng lập địa ở thời kỳ sinh trưởng của
phân loại lập địa. Ở các nước Đức, Canada và Trung Quốc đã vận dụng phương
pháp này để phân loại lập địa [43]. Nghiên cứu quan hệ giữa đặc điểm đất đai với
cây rừng để định ra điều kiện lập địa [24].
1.1.4 Thảm thực vật và kiểu rừng
- Trochain (1954) cho rằng kiểu thảm thực vật là tập thể cây cỏ lớn đem
lại một hình dạng đặc biệt cho cảnh quan do sự tập hợp của những cây cỏ khác
loài nhưng cùng chung một dạng sống ưu thế [19].
- Theo Môrôdôp (1904) thì kiểu rừng là một tập hợp các lâm phần có sự
đồng nhất về điều kiện mọc hoặc điều kiện đất đai. Khi phân loại các kiểu rừng
phải đặt chúng theo các vùng địa lý. Các kiểu rừng được phân ra hai nhóm, gồm:
(1) Nhóm kiểu rừng cơ bản là những lâm phần được xuất hiện do kết quả tiến hóa
lâu dài của đất và thảm thực vật rừng. (2) Nhóm kiểu thứ sinh là những lâm phần
được xuất hiện dưới ảnh hưởng của các nhân tố bên ngoài ở nơi mọc của kiểu
rừng cơ bản với sự thay đổi thành phần loài cây. Theo Pogrepnhiac (1950) thì
kiểu rừng là một đơn vị thống nhất giữa các loài thực vật, động vật và hoàn cảnh
xung quanh. Theo Alêcxêep (1950) thì kiểu rừng là một hợp phần của các
khoảnh rừng có sự đồng nhất về đặc điểm lâm học, khả năng áp dụng các biện
pháp phục hồi và tái sinh rừng [43].
1.1.5 Sinh trưởng và mô hình toán học trong sinh thái rừng
Khi nghiên cứu về suất sinh trưởng ở các giai đoạn khác nhau trong quá
trình phát triển ở rừng mưa nhiệt đới, Richards cho rằng "Suất sinh trưởng của
một cây gỗ trong mọi giai đoạn phát triển của nó đều do hai nhóm nhân tố quyết
định là điều kiện hoàn cảnh và tính di truyền. Tính di truyền biến đổi từ loài cây
này sang loài cây khác" [57].
Theo K.J. Walter, ứng dụng phân tích hệ thống đối với sinh thái học được
biết dưới tên gọi hệ sinh thái và đã trở thành một môn khoa học. Mọi hệ toán học
trong sinh thái được gọi là mô hình, vì nó là hình ảnh không đầy đủ và trừu tượng
của thế giới thực tại. Mục đích của các mô hình toán học được xây dựng là để dự
10
(3) Hàm Wenk có dạng: log(lm) = a
0
+ a
1
logt + a
2
loghg + a
3
logG +a
4
log
2
G, trong
đó: lm là tăng trưởng về trữ lượng rừng, t là tuổi rừng, hg là chiều cao bình quân
của cây rừng theo cây bình quân tiết diện ngang, G là tổng tiết diện ngang của
rừng [73].
1.1.6 Đánh giá lập địa lâm nghiệp
- Trên phạm vi toàn cầu thì phương pháp đánh giá đất của FAO được áp
dụng khá phổ biến. Ban đầu phương pháp này, được áp dụng ở các nước Tây Âu,
đến năm 1984 được tổ chức FAO thừa nhận và đề xuất áp dụng chung trên toàn
thế giới [61].
11
- Cộng hòa Dân chủ Đức và các nước thuộc Liên Xô, phương pháp đánh
giá đất dựa trên cơ sở lập địa được áp dụng khá phổ biến. Đại diện cho cách làm
này có Krauss (1935, 1954), Kopp (1965, 1969), W. Schwaneeke (1965, 1974),
Pogrebnhiac (1950), Trectop (1977, 1981). Theo phương pháp này thì đánh giá
lập địa là nghiên cứu mối quan hệ giữa các thành phần tự nhiên với nhau, giữa
các thành phần tự nhiên với cây trồng trong một khoảng không gian nhất định và
được cụ thể hóa lên bản đồ [46], [61].